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未來汽車發(fā)動機技術的發(fā)展方向李光耀由于石油是化工燃料,總有被采盡的一天,那么未來的發(fā)動機供求矛盾會隨著石油燃料的枯竭而退出歷史舞臺嗎?這是人們普遍關心的大問題。應該說,這種擔心是合理的。但根據(jù)目前的資料顯示,全球的石油資源至少在未來的40?50年內(nèi)還不會出現(xiàn)完全枯竭的情況。但是50年后,情況就不好說了。當然,隨著人類對全球資源的進一步調(diào)查,還會發(fā)現(xiàn)一些過去沒有勘探到的資源。不過目前仍以石油作為汽車發(fā)動機主要燃料。由于汽車內(nèi)燃機是通過燃料的燃燒,把燃料的化學能轉化為熱能,再將熱能轉化為機械功的熱動力機械。熱力學、燃燒學和機械學的理論分析表明,內(nèi)燃機是熱效率最高的熱力機械,但仍存在著巨大的節(jié)能及降低尾氣污染的潛力。對于量調(diào)節(jié)式的汽油機而言,在部分負荷時,供求矛盾因節(jié)氣門開度小而造成發(fā)動機的泵氣損失大,從而降低發(fā)動機的機械效率,影響到經(jīng)濟性。取消節(jié)氣門就是提高汽油經(jīng)濟性的最根本措施。但由于目前的汽油機是用節(jié)氣門來調(diào)節(jié)混合氣量的,取消節(jié)氣門,發(fā)動機的動輸出無法控制,因此必須探索新的途徑。目前的混合氣均質(zhì)壓燃理論為解決這一問題提供了很好的思路。該理論是在汽油機上取消節(jié)氣門,用噴油量調(diào)節(jié)輸出,采用大量的高溫氣混合到適當比例的燃料和空氣混合氣中,用發(fā)動機的壓縮行程用活塞壓縮使混合氣自己著火,從而解決汽油機無節(jié)氣門下的動力輸出與同時采用三元催化轉化器的矛盾。汽油直接噴射技術就是基于這一思路。將汽油機的節(jié)氣門調(diào)節(jié)動力輸出,改為用噴油量控制動力輸出。這樣一來,采用汽油直接噴射的汽油機與目前的電控噴射發(fā)動機相比,燃油消耗量可以減少15%左右。采用同樣理論也可以應用到柴油機上,使柴油機在均質(zhì)混合氣時壓燃著火,而不是現(xiàn)在的邊噴油、邊著火的擴散燃燒模式,從而使柴油機的廢氣排放達到最低,特別是煙度排放和氮氧化合物的排放。目前均質(zhì)混合氣壓燃著火的理論正在付諸實施之中。一旦這一新理論在實踐得到應用,可以預見,今后的發(fā)動機供求矛盾更加高效、更加清潔,汽車的使用將更加安全、更加環(huán)保。未來的發(fā)動機除繼續(xù)需要燃料燃燒,還需要曲柄連桿機構輸出動力之外,其余的部件均可以由電子、液壓來控制,成為真正的機、電、液一體化的產(chǎn)品。因此,今后汽車發(fā)動機的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面:改進結構,進一步提高發(fā)動機的機內(nèi)凈化技術優(yōu)化發(fā)動機的結構設計,采用多種技術組合,如:電控噴射技術、廢氣循環(huán)技術、多氣門技術、廢氣旁通技術和高效增壓中冷技術等等,可以通過對噴射時間、噴射位置、噴射區(qū)域、噴射方式的智能控制,使燃油達到理想的霧化狀態(tài),進一步提高燃油的熱效率,改善汽車的動力性并降低有害氣體、有害微粒的排放。發(fā)展發(fā)動機的后處理技術隨著對發(fā)動機排放要求的日趨嚴格,改善發(fā)動機工作過程的機內(nèi)凈化技術其實施難度也越來越大。能統(tǒng)籌兼顧動力性、經(jīng)濟性和排放性能的發(fā)動機將越來越復雜,成本也急劇上升。因此,而治標不治本的外科手術式的廢氣后處理凈化技術在一定時期內(nèi)(如三元催化轉化器、微粒捕集器、氧化催化轉化器等)還能得到了相應的發(fā)展,即在不影響或少影響發(fā)動機其他技術的同時,在排氣系統(tǒng)中安裝各種凈化裝置,采用物理和化學的方法降低廢氣中的污染物。復合動力技術的應用隨著汽車保有量的增大,降低燃油消耗和排放污染具有重大意義。一些國家相繼制定了未來汽車燃油消耗指標和新型汽車發(fā)展計劃。如歐美等國正在新型汽車的開發(fā),所要開發(fā)的新型汽車與現(xiàn)在的汽車相比,在燃油消耗相同的條件下,至少要提高行使里程50%,或減少燃油消耗35%?40%。最有可能實現(xiàn)這一目標的方案是采用柴油機和電動機作為動力的復合技術。所以,復合動力技術也是汽車發(fā)動機研究的一個重點。燃料電池技術的推廣要達到理想的零排放的發(fā)展目標,比較理想可行的技術方案就是采用燃料電池作為動力源驅(qū)動電動機,因此發(fā)展燃料電池技術也是今后的一個發(fā)展方向。傳統(tǒng)的潤滑理論的改變以燃油替代機油潤滑,改變傳統(tǒng)的潤滑方式,可進一步提高燃油的經(jīng)濟性,并減少污染物的排放。新材料、新技術的應用通過對發(fā)動機機體及部件材料和制造方法的改進,可以進一步降低發(fā)動機的自重并提高其自身的強度。這也是提高汽車發(fā)動機燃油經(jīng)濟性的

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